本文關鍵詞：軸流壓氣機葉片與端區(qū)一體化優(yōu)化設計

  更多相關文章： 軸流壓氣機葉片 遺傳算法 人工神經(jīng)網(wǎng)格 非軸對稱端壁 彎葉片/非軸對稱端壁聯(lián)合造型

【摘要】：壓氣機葉柵中的三維流動中，靜葉的角區(qū)分離和二次流流動影響著葉柵內(nèi)分離流動損失，同時也影響著壓氣機的穩(wěn)定工作范圍。很多研究表明非軸對稱端壁造型技術的應用對附面層流動具有明顯的控制作用，影響著葉柵內(nèi)的損失分布和葉柵效率。隨著三維計算流體力學和計算機以驚人的發(fā)展速度，越來越多的數(shù)值模擬手段以應用于軸流壓氣機的設計中去。計算機并行技術的發(fā)展對軸流壓氣機設計也起到相當大的作用。對壓氣機要求隨之也是越來越高對設計者提出更為嚴格的設計基礎知識。本文考慮入口來流附面層的情況下，以軸流壓氣機靜葉葉柵為原型，基于NUMECA的三維優(yōu)化設計平臺Design3D進行優(yōu)化設計，以神經(jīng)網(wǎng)格與人工神經(jīng)網(wǎng)格結合的優(yōu)化方法，分別進行非軸對稱端壁造型和不同彎曲方式與非軸對稱端壁造型相結合的優(yōu)化設計，探究非軸對稱端壁造型對流場漩渦結構的影響，，在非軸對稱端壁造型中引入正彎葉片探討其降低總壓損失的原理。本文主要進行以下幾方面工作 首先，本文對所選軸流高負荷壓氣機具有60度折轉角的靜葉葉柵進行三維數(shù)值模擬，并與實驗數(shù)據(jù)進行對比，證明FINE/TURBO商業(yè)計算軟件可以預測該葉柵中的流場，驗證該計算的可靠性。 其次，本文對壓氣機靜葉葉柵進行參數(shù)化造型，介紹葉型參數(shù)化方法和本文中應用的端壁造型方法，在21個不同葉高處的吸力面和壓力面型線進行參數(shù)化擬合，由21個截面處葉型按積疊線生成三維葉片。保證在葉片彎曲時可以平滑，連續(xù)過度。而端壁造型中以沿流向布置徑向擾動點來生成曲面造型。通過對葉片以及端壁參數(shù)化擬合可以為之后的優(yōu)化設計提供良好的設計變量。 最后，對分別進行非軸對稱端壁造型和不同彎曲方式與非軸對稱端壁造型相結合的優(yōu)化結果進行分析，發(fā)現(xiàn)在大折轉角葉柵中應用非軸對稱端壁造型技術和非軸對稱端壁結合彎葉片造型技術改變?nèi)~柵內(nèi)的分離結構，減小附面層分離，以及使流場中的分離形式由閉式分離轉向開式分離。非軸對稱端壁造型下其出口截面總壓損失降低10.9%，彎葉片結合非軸對稱端壁造型下其總壓損失峰值降低17%，出口截面總壓損失降低13.5%。
【關鍵詞】：軸流壓氣機葉片 遺傳算法 人工神經(jīng)網(wǎng)格 非軸對稱端壁 彎葉片/非軸對稱端壁聯(lián)合造型
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH453
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 研究目的及意義9
• 1.2 非軸對稱端壁研究現(xiàn)狀9-15
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.3 國內(nèi)外文獻綜述的簡析15
• 1.3 葉輪機械優(yōu)化設計的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 論文的主要研究內(nèi)容17-19
• 第2章 數(shù)值驗證及優(yōu)化方法介紹19-29
• 2.1 算法介紹19-23
• 2.1.1 遺傳算法19-21
• 2.1.2 人工神經(jīng)網(wǎng)格 BP(誤差反傳播)算法21-23
• 2.2 數(shù)值驗證23-28
• 2.2.1 計算平臺介紹23-24
• 2.2.2 環(huán)形靜葉葉柵數(shù)值模擬24-25
• 2.2.3 數(shù)值計算結果與實驗的比較25-28
• 2.3 本章小結28-29
• 第3章 非軸對稱端壁優(yōu)化設計29-49
• 3.1 引言29
• 3.2 非軸對稱端壁造型方法29-30
• 3.3 優(yōu)化設計方案30-32
• 3.4 優(yōu)化結果分析32-48
• 3.4.1 二次流定義32-33
• 3.4.2 非軸對稱端壁造型優(yōu)化結果33-34
• 3.4.3 漩渦結構分析34-36
• 3.4.4 二次流矢量圖分析36-41
• 3.4.5 軸向總壓損失系數(shù)分析41-46
• 3.4.6 總壓損失系數(shù)和出口氣流角分析46-48
• 3.5 本章小結48-49
• 第4章 不同周向彎曲形式與端壁造型結合優(yōu)化設計49-68
• 4.1 引言49
• 4.2 不同周向彎曲形式與端壁造型聯(lián)合造型方法49-52
• 4.3 優(yōu)化設計方案52-53
• 4.4 優(yōu)化結果分析53-67
• 4.4.1 彎葉片造型聯(lián)合非軸對稱端壁造型優(yōu)化結果53-55
• 4.4.2 集中脫落渦分析55-56
• 4.4.3 漩渦結構分析56-61
• 4.4.4 軸向壓力損失系數(shù)和流線分析61-65
• 4.4.5 總壓損失系數(shù)和氣流角65-67
• 4.5 本章小結67-68
• 結論68-69
• 參考文獻69-75
• 致謝75

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 伊衛(wèi)林;黃鴻雁;韓萬金;;模擬退火算法與響應面模型在壓氣機動葉優(yōu)化設計中的應用[J];動力工程;2006年04期

2 李楊;歐陽華;杜朝輝;;低壓軸流風機周向彎曲葉片頂部間隙流動的數(shù)值分析[J];動力工程;2006年05期

3 李楊,歐陽華,杜朝輝;周向彎曲低壓軸流風機葉頂泄漏流動數(shù)值研究[J];工程熱物理學報;2005年02期

4 高增s

本文編號：999225